常見的脈沖電(diàn)流波形有(yǒu)方波、三角波、鋸齒波、階梯波等。根據确定脈沖波形的幾點原則(實鍍效果、便于分析和(hé)研究、易于獲得(de)和(hé)調控、便于推廣等)，方波是最符合要求的脈沖波形。目前，脈沖電(diàn)鍍中所使用的電(diàn)流多(duō)為(wèi)方波脈沖，包括單正脈沖和(hé)雙正、負脈沖電(diàn)源，采用獨特的調制(zhì)技(jì)術(shù)，數(shù)字化控制(zhì)。
脈沖電(diàn)鍍是通(tōng)過槽外控制(zhì)方法改善鍍層質量的一個(gè)強有(yǒu)力的手段，它比通(tōng)常的直流電(diàn)鍍具有(yǒu)更優異的鍍層性能，如耐蝕、耐磨、純度高(gāo)，導電(diàn)、焊接及抗變色性能好等，且可(kě)大(dà)幅度節約稀貴金屬，因此尤其在功能性電(diàn)鍍中得(de)到較好的應用。
1、脈沖電(diàn)鍍的基本參數(shù)
傳統的直流電(diàn)鍍隻有(yǒu)一個(gè)參數(shù)--電(diàn)流或電(diàn)壓可(kě)供調節，而脈沖電(diàn)鍍有(yǒu)脈沖電(diàn)流密度(或峰值電(diàn)流密度)jp、脈沖導通(tōng)時(shí)間(jiān)Ton和(hé)脈沖關斷時(shí)間(jiān)Toff三個(gè)獨立的參數(shù)。由Ton和(hé)Toff可(kě)以引出一個(gè)重要概念--脈沖占空(kōng)比γ。
(1)脈沖占空(kōng)比γ計(jì)算(suàn)公式
脈沖占空(kōng)比γ指脈沖導通(tōng)時(shí)間(jiān)Ton占整個(gè)脈沖周期(Ton+Toff)的百分比，可(kě)用γ＝Ton/θ×100%=Ton/(Ton+Toff)×100%表示。
(2)平均電(diàn)流密度jm、峰值電(diàn)流密度jp、脈沖占空(kōng)比γ三者關系式
在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，由于電(diàn)流隻在部分時(shí)間(jiān)(Ton)導通(tōng)，而其它時(shí)間(jiān)(Toff)為(wèi)零，因此脈沖電(diàn)鍍的電(diàn)流密度有(yǒu)平均電(diàn)流密度和(hé)峰值電(diàn)流密度之分。平均電(diàn)流密度jm等于峰值電(diàn)流密度jp與脈沖占空(kōng)比γ的乘積，可(kě)用jm＝jp×γ表示。從式中可(kě)看出，jm一定時(shí)，jp會(huì)根據γ的不同而不同。例如，當jm＝1A時(shí),若γ=20%則jp=5A,若γ＝10%則jp＝10A。
2、脈沖電(diàn)鍍過程
(1)在脈沖導通(tōng)期Ton內(nèi)
峰值電(diàn)流相當于普通(tōng)直流電(diàn)流(或平均電(diàn)流)的幾倍甚至十幾倍。高(gāo)的電(diàn)流密度所導緻的高(gāo)過電(diàn)位使陰極表面吸附原子的總數(shù)相當高(gāo)于直流電(diàn)沉積，其結果使晶核的形成速率遠遠大(dà)于原有(yǒu)晶體(tǐ)的生(shēng)長速率，從而形成具有(yǒu)較細晶粒結構的沉積層。
(2)在脈沖關斷期Toff內(nèi)
高(gāo)的過電(diàn)位使陰極附近金屬離子以極快的速度被消耗，當陰極界面濃度為(wèi)零或很(hěn)低(dī)時(shí)，電(diàn)沉積過程進入關斷期Toff。在關斷期內(nèi)，金屬離子向陰極附近傳遞從而使擴散層濃度得(de)以回升。而擴散層金屬離子濃度的回升，又有(yǒu)利于下一個(gè)脈沖周期使用較高(gāo)的峰值電(diàn)流密度。
脈沖電(diàn)鍍過程中，當電(diàn)流導通(tōng)時(shí)，電(diàn)化學極化增大(dà)，陰極區(qū)附近金屬離子充分被沉積；當電(diàn)流關斷時(shí)，陰極區(qū)附近放電(diàn)離子又恢複到初始濃度，濃差極化消除，并伴有(yǒu)對沉積層有(yǒu)利的重結晶、吸脫附等現象。這樣的過程周期性地貫穿于整個(gè)電(diàn)鍍過程的始末，其中所包含的機理(lǐ)構成了脈沖電(diàn)鍍的最基本原理(lǐ)。
3、脈沖電(diàn)鍍的優越性及适用性
（1）鍍層結晶細緻
在脈沖導通(tōng)期內(nèi)，由于使用較高(gāo)的電(diàn)流密度，使晶核的形成速率遠遠大(dà)于原有(yǒu)晶體(tǐ)的生(shēng)長速率，因此可(kě)形成結晶細緻的鍍層。鍍層結晶細緻則密度大(dà)、硬度高(gāo)、孔隙率低(dī)，則鍍層的耐蝕、耐磨、焊接、韌性、導電(diàn)率、抗變色、光潔度等性能大(dà)大(dà)提高(gāo)，這對于功能性電(diàn)鍍來(lái)說尤其重要。
所以，脈沖電(diàn)鍍首先主要适用于功能性電(diàn)鍍領域，以改善鍍層的各項功能性指标，從而滿足鍍件在不同情況下較高(gāo)的使用要求。
（2）鍍液分散能力改善
在脈沖關斷期內(nèi)，陰極區(qū)域溶液中導電(diàn)離子濃度會(huì)得(de)到不同程度的回升，溶液電(diàn)阻率減小(xiǎo)，則分散能力改善。因此，脈沖電(diàn)鍍的鍍層均勻性好，這不僅利于功能性電(diàn)鍍，對于某些(xiē)高(gāo)要求的裝飾性電(diàn)鍍也非常重要，比如大(dà)尺寸工件的裝飾性鍍金、銀等，脈沖電(diàn)鍍分散能力好的優越性可(kě)使工件表面鍍層的顔色均勻一緻、質量穩定。
所以，在某些(xiē)高(gāo)要求的裝飾性電(diàn)鍍中，采用脈沖電(diàn)鍍是有(yǒu)積極意義的。但(dàn)對于常規的防護-裝飾性電(diàn)鍍，如自行(xíng)車(chē)、緊固件電(diàn)鍍等，則沒有(yǒu)必要采用脈沖電(diàn)鍍。
（3）鍍層純度提高(gāo)
關斷時(shí)間(jiān)的存在，會(huì)産生(shēng)一些(xiē)對沉積層有(yǒu)利的吸脫附現象。例如，脈沖導通(tōng)期內(nèi)吸附于陰極表面的不溶性雜質（包括添加劑）在關斷期內(nèi)脫附返回溶液中，從而可(kě)得(de)到純度高(gāo)的鍍層。鍍層純度高(gāo)，可(kě)使鍍層的某些(xiē)功能性大(dà)大(dà)提高(gāo)，比如脈沖鍍銀可(kě)提高(gāo)鍍層的焊接、導電(diàn)、自潤滑、抗變色等性能，這在軍工、電(diàn)子、航空(kōng)航天等領域的鍍銀生(shēng)産中是難能可(kě)貴的。
（4）鍍層沉積速度加快
脈沖關斷期內(nèi)金屬離子濃度的回升，降低(dī)了濃差極化，利于提高(gāo)陰極電(diàn)流效率和(hé)陰極電(diàn)流密度，則有(yǒu)可(kě)能提高(gāo)鍍速。脈沖電(diàn)鍍的這種優越性，可(kě)用于某些(xiē)對鍍層沉積速度要求較快的電(diàn)鍍生(shēng)産，比如電(diàn)子線材的卷至卷連續電(diàn)鍍。但(dàn)對于普通(tōng)的電(diàn)鍍生(shēng)産，若選擇脈沖電(diàn)鍍的目的單純是為(wèi)了提高(gāo)生(shēng)産效率，則似乎有(yǒu)些(xiē)不太合适。
（5）鍍層氫脆消除或減輕
脈沖導通(tōng)期內(nèi)陰極表面吸附的氫在關斷期內(nèi)從陰極表面脫附，鍍層氫脆消除或減輕，物理(lǐ)性能得(de)到改善。鍍層氫脆小(xiǎo)，工件的抗斷裂強度提高(gāo)，這在對機械強度要求較高(gāo)的産品的電(diàn)鍍中無疑有(yǒu)着重要的意義。
4、周期換向脈沖電(diàn)鍍基本原理(lǐ)
周期換向脈沖電(diàn)鍍習慣稱雙(即雙向)脈沖電(diàn)鍍。典型的周期換向脈沖電(diàn)流波形如圖2所示。在正向脈沖之後引入反向脈沖，正向脈沖比反向脈沖持續時(shí)間(jiān)長，反向脈沖幅度通(tōng)常大(dà)于正向脈沖，大(dà)幅度、短(duǎn)時(shí)間(jiān)的反向脈沖所引起的高(gāo)度不均勻陽極電(diàn)流分布可(kě)使鍍層凸處被強烈溶解而整平。
圖2典型的周期換向脈沖電(diàn)流
周期換向脈沖電(diàn)鍍與單脈沖電(diàn)鍍相比，具有(yǒu)如下優越性。
(1)首先，反向脈沖可(kě)有(yǒu)效改善鍍層的厚度分布，鍍層厚度更均勻，整平性更好。
(2)反向脈沖的陽極溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升，這利于下一個(gè)陰極周期使用高(gāo)的脈沖電(diàn)流密度，又使得(de)晶核的形成速率大(dà)于晶體(tǐ)的生(shēng)長速率，鍍層緻密度進一步提高(gāo)。
(3)反向脈沖的陽極剝離使鍍層中有(yǒu)機雜質(含光亮劑)的夾附大(dà)大(dà)減少(shǎo)，因而鍍層純度更高(gāo)，抗變色能力更強，這一點在氰化鍍銀中尤為(wèi)突出。
(4)反向脈沖電(diàn)流使鍍層中夾雜的氫發生(shēng)氧化，從而可(kě)消除氫脆(如電(diàn)沉積钯時(shí)反向脈沖可(kě)除去共沉積的氫)或減小(xiǎo)內(nèi)應力。
(5)周期性的反向脈沖電(diàn)流使鍍件表面一直處于活化狀态，因此可(kě)得(de)到結合力好的鍍層。
(6)反向脈沖有(yǒu)利于減薄擴散層的實際厚度，提高(gāo)陰極電(diàn)流效率，因此合适的脈沖參數(shù)會(huì)使鍍層沉積速度進一步加快。
5、脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源的頻率
一般，高(gāo)頻脈沖定義為(wèi)頻率大(dà)于5000Hz，低(dī)頻為(wèi)頻率小(xiǎo)于500Hz,中頻則在500～5000Hz之間(jiān)。用于電(diàn)鍍的脈沖電(diàn)源多(duō)屬于中頻類型。當使用頻率較低(dī)的脈沖時(shí)，其改善鍍層質量的效果會(huì)打折扣。所以，低(dī)頻脈沖電(diàn)源多(duō)用于陽極氧化或其它，而較少(shǎo)用于電(diàn)鍍，尤其貴金屬電(diàn)鍍。
當使用頻率較高(gāo)的脈沖時(shí)，脈沖前、後沿極易對導通(tōng)、關斷時(shí)間(jiān)造成嚴重影(yǐng)響，從而影(yǐng)響脈沖電(diàn)鍍瞬時(shí)高(gāo)電(diàn)位有(yǒu)利作(zuò)用的充分發揮。例如，脈沖鍍金，頻率5000Hz(此時(shí)脈沖周期0.2ms)，占空(kōng)比20%，則導通(tōng)時(shí)間(jiān)為(wèi)40?s。此時(shí)，假設脈沖前沿為(wèi)最小(xiǎo)的20?s(實際可(kě)能更大(dà))，則其比例至少(shǎo)占到了導通(tōng)時(shí)間(jiān)的50%。若頻率大(dà)于5000Hz，占空(kōng)比小(xiǎo)于20%(脈沖鍍金時(shí)占空(kōng)比很(hěn)多(duō)時(shí)候選10%)，則前沿占導通(tōng)時(shí)間(jiān)的比例會(huì)更大(dà)，甚至前沿會(huì)大(dà)于導通(tōng)時(shí)間(jiān)。如此，脈沖改善鍍層結晶的作(zuò)用肯定會(huì)受到嚴重影(yǐng)響。實際脈沖電(diàn)鍍貴金屬生(shēng)産中，頻率多(duō)在1000Hz左右。
尤其當使用頻率更高(gāo)的脈沖(上(shàng)萬或幾萬赫)時(shí)，其前沿可(kě)能遠大(dà)于導通(tōng)時(shí)間(jiān)，後沿可(kě)能遠大(dà)于關斷時(shí)間(jiān)，則隻能得(de)到脈動直流電(diàn)流，此時(shí)脈沖的意義已全無。"高(gāo)頻脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源"頻率幾萬赫，其輸出的電(diàn)流多(duō)是脈動電(diàn)流，實質是一種直流電(diàn)流，與能夠改善鍍層結晶的方波脈沖電(diàn)流有(yǒu)本質的區(qū)别。嚴格講該電(diàn)源應叫"高(gāo)頻脈沖開(kāi)關電(diàn)鍍電(diàn)源"，實質是一種開(kāi)關電(diàn)源。而真正的"高(gāo)頻脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源"是一種以低(dī)紋波高(gāo)頻開(kāi)關電(diàn)源為(wèi)基礎直流電(diàn)源(目的是減小(xiǎo)設備體(tǐ)積、優化組合)的脈沖電(diàn)源，其輸出為(wèi)中頻方波脈沖電(diàn)流。嚴格講該電(diàn)源應叫"高(gāo)頻開(kāi)關脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源"，實質是一種脈沖電(diàn)源。總之，不管電(diàn)源名稱如何，判斷其是否脈沖電(diàn)源，簡單的方法，可(kě)看其是否有(yǒu)導通(tōng)時(shí)間(jiān)和(hé)關斷時(shí)間(jiān)(或占空(kōng)比和(hé)頻率)調節範圍，有(yǒu)便是，沒有(yǒu)便不是。
6、脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源使用注意事項
(1)脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源與鍍槽間(jiān)導體(tǐ)的連接
脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源與鍍槽間(jiān)連線的電(diàn)感，阻滞了電(diàn)流變化導緻通(tōng)過鍍槽的脈沖電(diàn)流上(shàng)升時(shí)間(jiān)延緩，引起脈沖波形畸變。采用短(duǎn)、粗、根數(shù)多(duō)的電(diàn)纜線，且陰陽極電(diàn)纜線相絞而用(即陰陽極線纏繞在一起擰成"麻花(huā)狀")，可(kě)盡量抵消電(diàn)感效應，減小(xiǎo)脈沖波形失真度，提高(gāo)鍍層質量。
連線一般要求不超過兩米，這使得(de)脈沖電(diàn)鍍電(diàn)源距離鍍槽較近，從而增加了電(diàn)源受腐蝕的幾率，使設備可(kě)靠性降低(dī)。比較可(kě)行(xíng)的做(zuò)法是，将脈沖電(diàn)源與鍍槽隔牆放置，或做(zuò)有(yǒu)機玻璃罩将其罩住。
(3)脈沖電(diàn)流的使用或選擇
一般選擇脈沖平均電(diàn)流與使用直流電(diàn)流時(shí)一樣或稍大(dà)。例如，直流鍍時(shí)使用電(diàn)流10A，則脈沖鍍時(shí)平均電(diàn)流也選10A或稍大(dà)(此時(shí)不考慮占空(kōng)比大(dà)小(xiǎo))。
7、脈沖電(diàn)源應用于的行(xíng)業
（1）電(diàn)鍍行(xíng)業：在脈沖電(diàn)鍍過程中，當電(diàn)流導通(tōng)時(shí)，脈沖(峰值)電(diàn)流相當于普通(tōng)直流電(diàn)流的幾倍甚至幾十倍，正是這個(gè)瞬時(shí)高(gāo)電(diàn)流密度使金屬離子在極高(gāo)的過電(diàn)位下還(hái)原，從而使沉積層晶粒變細；當電(diàn)流關斷時(shí)，陰極區(qū)附近放電(diàn)離子又恢複到初始濃度，濃差極化消除，這利于下一個(gè)脈沖同期繼續使用高(gāo)的脈沖(峰值)電(diàn)流密度，同時(shí)關斷期內(nèi)還(hái)伴有(yǒu)對沉積層有(yǒu)利的重結晶、吸脫附等現象。這樣的過程同期性地貫穿整個(gè)電(diàn)鍍過程的始末，其中所包含的機理(lǐ)構成了脈沖電(diàn)鍍的最基本原理(lǐ)。實踐證明(míng)，脈沖電(diàn)源在細化結晶，改善鍍層物理(lǐ)化學性能，節約貴重金屬等方面比傳統直流電(diàn)鍍有(yǒu)着不可(kě)比拟的優越性。雙脈沖電(diàn)源的反向脈沖的陽極化溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升，這有(yǒu)利于随後的陰極周期使用高(gāo)的脈沖電(diàn)流密度，因而鍍層緻密、光亮、孔隙率低(dī)；雙脈沖電(diàn)源的反向脈沖的陽極剝離使鍍層中有(yǒu)機雜質（含光亮劑）的夾附大(dà)大(dà)減少(shǎo)，因而鍍層純度高(gāo)，抗變色能力強。
（2）電(diàn)加工行(xíng)業：利用電(diàn)化學加工溶解陽極電(diàn)極進行(xíng)的去除性加工，一般用于加工硬度較高(gāo)的工件，配合電(diàn)火(huǒ)花(huā)加工效率和(hé)提高(gāo)很(hěn)多(duō)，屬于一種新興的加工工藝。
（3）電(diàn)抛光去毛刺行(xíng)業：電(diàn)抛光和(hé)去毛刺行(xíng)業之所以應用脈沖電(diàn)源，主要原因在于普通(tōng)直流電(diàn)源無法将工件死角抛光或去毛刺，使用單脈沖電(diàn)源的時(shí)候脈沖關斷時(shí)間(jiān)有(yǒu)利于工件表面和(hé)溶液之間(jiān)有(yǒu)一個(gè)濃度還(hái)原的過程，消除濃差極化，有(yǒu)利于死角抛光。而針對有(yǒu)微孔的工件處理(lǐ)一般采用雙脈沖電(diàn)源效果更好。